JPS6237242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高精度にて位置決め制御が要求される
移動体の駆動制御装置に関するものである。

従来、流量制御弁で油圧アクチユエータの油の
流量を制御し、油圧アクチユエータで駆動される
移動体の加速度、速度及び停止位置を規制する移
動体の駆動装置がある。そして負荷としての移動
体を駆動する際、使用条件により最大加速度
aM、最大速度VM、位置決め精度εが決定され
る。ここに、加速度と速度は上記aM，VM、を越
えなければ良いことが多く、流量制御弁の油温に
基ずくドリフト等を最大限に見積つて、速度設定
値を与えればよい。この際、移動体の位置決め精
度を指定値以内におさめ、ばらつきを少なくする
ために移動体の位置決め目標位置に近接したとき
に停止精度を上げるための極低速度（以下クリー
プ速度という）を設定することが多い。

しかるに、例えば注湯機の鋳型への位置決めの
ように、移動体の高精度の位置決めが要求される
時には、上記流量制御弁の油温に基ずく流量制御
の誤差即ちドリフトによつてクリープ速度が設定
値より変動し、これによつて移動体の位置決め精
度が低下し、要求が満たされない欠点があつた。
すなわち、クリープ速度は停止信号が出されてか
ら移動体が停止するまでの距離を一定にし、正確
な位置決めをはかるため、常に一定に維持されな
くてはならない。

ところで、従来のクリープ速度の設定は移動体
が目標位置に接近したときに流量制御弁にクリー
プ速度を定める一定の信号を供給することによつ
て担われており、従つて、流量制御弁の温度ドリ
フト（周囲ないし油の温度が高くなれば油の粘性
が減少するとともに弁の開口度が増し、一定の制
御信号レベルに対し単位時間当りの油の流量が増
す）の影響を受ける。

このため、第３図（時刻と速度の関係を示すグ
ラフ）に示すように、ある一定温度T₀における
クリープ速度Q₀に比し、高い温度TH及び低い温
度TLにおけるクリープ速度はQH、QLのように
上昇ないし下降する。従つて、時点t₀にて移動体
の停止指令が出されたとき、例えば温度TLのと
きの移動体の惰走距離は斜線で示した部分の面積
に相当する距離となる。

一方、温度THにおいては明らかに惰走距離が
増す。

以上のように温度ドリフトのために、クリープ
速度を定める一定の指令に基づいては当該移動体
のクリープ速度を一定にすることは困難で、ひい
ては移動体の正確な位置決めには適合できない欠
点があつた。

本発明の目的は停止直前の移動体の有するクリ
ープ速度を流量制御弁の温度ドリフト等に無関係
に一定にし、クリープ速度から停止するまでの走
行距離を一定ならしめ、高精度の位置決めを可能
とする移動体の駆動制御装置を提供することにあ
る。

この目的達成のため本発明は、移動体を油圧モ
ータで駆動し、当該油圧モータを油圧源、方向切
換弁、油タンクおよび流量制御弁によつて駆動
し、速度パターン発生回路の出力信号にて上記流
量制御弁の開口度を調整制御するようにした構成
において、移動体の停止目標位置と現在位置との
偏差に基づく信号が移動体の停止目標位置と現在
位置との偏差に基づく減速開始を促す第１の一定
レベルの信号より小のときは上記速度パターン発
生回路の出力の減少を促し、上記第１の一定レベ
ル信号より大のときは上記速度パターン発生回路
の出力の増加を促すように速度パターン発生回路
の第１の入力信号を規制する第１の回路手段と、
移動体の減速過程において、移動体の速度検出信
号が、移動体の位置決め用極低速度を定める第２
の一定レベルの信号に至つた時点から上記移動体
の停止目標位置と現在位置との偏差に基づく信号
が移動体の停止目標位置と現在位置との差に基づ
く停止開始を促す第３の一定レベル信号に一致す
る時点まで速度パターン発生回路の出力を一定に
維持するように上記速度パターン発生回路の第２
の入力信号を規制する第２の回路手段と、上記第
１の回路手段からの第１の入力信号の有無に伴う
出力の増減、及び上記第２の回路手段からの第２
の入力信号の有無に伴う出力変動の有無を定め、
出力変動時の勾配と出力レベルの上限を規制し、
上記流量制御弁への制御信号を供給する速度パタ
ーン発生回路を設けている。

このような構成に基ずいて移動体のクリープ速
度は温度ドリフトの影響を受けることなく、上記
移動体の正確なる位置決め制御が達成される。

以下、図示する実施例について具体的に説明す
る。第１図は本発明に係る系統図で、同図におい
て、１は油圧モータで、２つの油の給排口１ａ，
１ｂへの油の流れ方向に基ずいて回転方向が規制
されるものである。２は上記油圧モータ１の軸に
直接又はギヤーを介して連結された速度検出器、
３は減速機で、油圧モータ１の動力を位置決め用
移動体χに伝達する。４は帰還信号発生器で、移
動体χの現在位置に応じた信号を発生する。５は
絶対値回路で、上記速度検出器２からの信号の正
負にかかわらず入力信号の絶対値を出力信号とし
て得る作用をなす。６は停止検出回路で、絶対値
回路５の出力信号を受け、当該出力信号がある値
から０に変化したことを検出して出力P₁を出すも
のである。７は目標定位置選択回路で、入力信号
として停止検知回路６からの出力信号P₁が“０”
を得、かつ移動体χが指定した作業を完了したこ
とを確認する信号P₂が“０”を得る毎に、位置設
定選択スイツチ群８のスイツチを順次切替えてい
くものである。なお、上記信号P₂はパルス状に発
生し、上記信号P₁を“０”とする作用をなす。９
は位置設定器群で、上記位置設定選択スイツチ群
８の各スイツチに対応した位置設定器から構成さ
れ、目標設定位置選択回路７からの指令によつ
て、作動する位置設定選択スイツチ群８のひとつ
のスイツチに対応する位置設定器から信号P₃が供
給される。１０は加算器で各入力端子１０ａ，１
０ｂそれぞれに帰還信号発生器４からの信号P₄及
び位置設定器群９からの信号P₃を導入し、図示の
極性にて加算演算したうえ、その結果を出力信号
P₅として出力端子１０ｃから供給される。１１は
第１のコンパレータで、２つの入力端子１１ａ，
１１ｂと２つの出力端子１１ｃ，１１ｄを備え、
入力端子１１ａ，１１ｂにはそれぞれ停止検出回
路６からの信号P₁及び加算器１０からの信号P₅が
導かれ、入力端子１１ａに信号が与えられていれ
ば出力端子１１ｃ，１１ｄには何らの出力信号も
得られず、一方、入力端子１１ｂに入力があつた
際にはこの入力信号の極性が正負に応じて出力端
子１１ｃ，１１ｄに出力信号が得られる。１２は
油の流れ方向を規制するための方向切替弁で、２
個の電磁コイル１２ａ，１２ｂ、通路１２c₁，１
２c₂からなる部屋１２ｃ，通路１２d₁を備えた部
屋１２ｄ、及び交鎖する通路１２e₁，１２e₂から
なる部屋１２ｅとから構成されている。１３，１
４は油圧管で、方向切替弁と油圧モータ１の各油
給排出口１ａ，１ｂとを接続している。１５，１
６は同じく油圧管で、油圧管１５は油圧源１７と
方向切替弁１２を接続し、油圧管１６は一方端は
方向切替弁１２へ、他端は流量制御弁１８を介し
て油タンク１９に導かれている。そして、油圧管
１３，１４の方向切替弁１２における接続端はそ
れぞれ油圧管１５，１６の方向切替弁１２におけ
る接続端に対向し、かつ方向切替弁１２の各部屋
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの各油通路に連なるよう
に配置され、電磁コイル１２ｂが励磁されると油
圧管１３〜１６の方向切替弁に向けての端部同志
間に部屋１２ｃが介在し、電磁コイル１２ｂが励
磁されると、上記油圧管１３〜１６の方向切替弁
に向けての端部間に部屋１２ｅが介在し、両電磁
コイル１２ａ，１２ｂが励磁されないときは各油
圧管１３〜１６の端部間に部屋１２ｄが介在す
る。そしてコンパレータ１１の出力端子１１ｃよ
りの信号に基ずき電磁コイル１２ａが励磁され、
出力端子１１ｄよりの信号によつて電磁コイル１
２ｂが励磁される。また、上記流量制御弁１８は
入力端子１８ａに加えられる信号P₆の大きさによ
つて流量が比例して増減するように作用する。２
０は絶対値回路で、上記加算回路１０からの指令
P₅を入力として受け、出力信号として入力信号の
絶対値｜P₅｜を供給する。２１，２２及び２３は
それぞれ第２，第３，第４のコンパレータで、第
２のコンパレータ２１の入力端子２１ａ，２１ｂ
にはそれぞれ移動体χの停止目標位置と現在位置
との差に基づく減速開始を促す一定レベルの信号
E₁及び絶対値回路２０の出力信号｜P₅｜が供給
され、第３のコンパレータ２２の入力端子２２
ａ，２２ｂにはそれぞれ、絶対値回路２０の出力
信号｜P₅｜及び移動体χの停止目標位置と現在位
置との差に基づく停止開始を促す一定レベルの信
号E₂が供給され、各コンパレータ２１，２２の
出力端子２１ｃ，２２ｃはそれぞれE₁＜｜P₅｜
で“０”，E₁＞｜P₅｜で“１”を、｜P₅｜＜E₂で
“０”，｜P₅｜＞E₂で“１”を読出すように構成
されている。一方、第４のコンパレータの各入力
に対する２３ａ，２３ｂにはそれぞれ、移動体χ
のクリープ速度を定める一定レベルの信号E₃及
び上記絶対値回路５からの出力信号｜P₇｜を受
け、｜P₇｜＞E₃のとき“０”、｜P₇｜＜E₃のとき
“１”を出力端子２３ｃに読出す。

２４はナンドゲートで、その入力端子には上記
第２〜第４のコンパレータ２１，２２，２３の各
出力信号が導かれる。２５は速度パターン発生回
路で、最大速度設定器２６、当該最大速度設定器
２６よりの信号を受ける固定接点２７ａ、接地さ
れる固定接点２７ｂ及び可動接点２７ｃを有する
スイツチ２７、当該スイツチ駆動回路２８、コン
パレータ２９、当該コンパレータ２９の出力が
“０”，“１”に応じて減算、加算制御をなす可逆
カウンタ３０、当該可逆カウンタ３０の計数内容
をアナログ量に変換するDA変換器３１、発振器
３２、当該発振器３２の出力信号と上記ナンドゲ
ート２４の出力信号の符号反転信号を入力信号と
して受けて、出力信号を上記可逆カウンタ３０に
計数信号P₁₄を与えるノアゲート３３を図示のよ
うに接続して構成される。ここに、コンパレータ
２９、可逆カウンタ３０、DA変換器３１とでラ
ンプ関数発生回路を構成する。そしてスイツチ駆
動回路２８には上記コンパレータ２１の出力信号
Ｐ８が導かれ、当該信号P₈が“０”のとき切替ス
イツチ２７の可動接点２７ｃを固定接点２７ａ側
に接続し、P₈が“１”のとき固定接点２７ｂ側に
する。３４はノツトゲートで、ナンドゲート２４
の出力をノアゲート３３の入力に導く過程におい
て介在される。３５は増幅回路で速度パターン発
生回路２５中のDA変換器３１からの出力信号Es
を受け、流量制御弁１８の指令入力端子１８の指
令入力端子１８ａに信号P₆を供給するものであ
る。

そして上記流量制御弁１８の不感帯幅を是正す
るのに必要な一定レベルEbの信号を得ている。

上記構成において、以下、第２図を基にその作
用を説明する。まず、位置決め用移動体χがある
１の目標位置で停止しているものとする。このと
き、停止検知回路６からの出力信号P₁は絶対値回
路５からの入力がないことに伴つて“１”を読出
し、よつて第１のコンパレータ１１の出力端子１
１ｃ，１１ｄはいずれも“０”に規制される。従
つて、方向切替弁１２は第１図示のように油圧管
１３，１４及び油圧管１５，１６の間に部屋１２
ｄが介在し、油圧モータ１には油の供給される余
地がない。一方、加算器１０の出力P₅は移動体χ
がある設定位置に存することに関連して殆ど０と
なつているので、絶対値回路２０の出力信号｜P₅
｜も同様に“０”を読出している。よつて、第２
のコンパレータ２１の出力信号P₈は第２図グラフ
に示される通り時点t₀にて“１”を読出してい
る。従つて、速度パターン発生回路２５のスイツ
チ２７の可動接点２７ｃは固定接点２７ｂ側に接
続されるから、当該スイツチ２７からコンパレー
タ２９への入力信号Erは０となり、かつこの状
態においてはコンパレータ２２，２３の各出力指
令P₉，P₁₀がそれぞれ第２図に示す通り“０”，
“１”を読だしているので、ナンドゲート２４の
出力P₁₁は“１”となり、従つて、ノツトゲート
３４の出力Ｐ１２は“０”となる。以上の条件か
ら、発振器３２からのパルス信号P₁₃は可逆カウ
ンタ３０に符号反転した信号P₁₄が送り続けられ
るが、コンパレータ２９の作用に基ずいてDA変
換器３１の出力Esは０となり流量制御弁１８は
閉じららたままとなつている。この状態のもと
に、今、時点t₁において目標設定位置選択回路７
がその入力信号P₁，P₂がいずれも“０”であるこ
とを条件として、位置設定器群９中の設定を変え
るべく位置設定選択スイツチ群８の切替えをおこ
なつたとすると加算器１０の出力信号P₅が供給さ
れ、絶対値回路２０の出力｜P₅｜が現われる。こ
の際、E₁＜｜P₅｜とすると、コンパレータ２１
の出力P₈は“０”となり、従つて、スイツチ２７
の可動接点２７ｃは最大速度設定器側の固定接点
２７ａに接続され、カウンタ３０の計数値の増加
に伴つてDA変換器３１の出力信号Esは増し、流
量制御弁１８を徐々に開いていく。このとき方向
切替弁１２は既にコンパレータ１１の入力端子１
１ａに加わる信号P₁が信号P₂によつて消失せしめ
られ、かつ入力端子１１ｂに移動体χの現在位置
と目標位置の方向に応じた極性例えば右方向が正
であつて信号P₅が正の極性にて与えられれば、電
磁コイル１２ａが励磁され、油圧管１３，１４と
油圧管１５，１６の各端部間に部屋１２ｃが介在
されている。よつて油圧モータ１は正転制御を受
けることになり、その速度は可逆カウンタ３０の
計数内容の増加とともに増加していく。そこでカ
ウンタ３０は最大速度設定器２６で規制される最
大計数値に固定されて移行することになる。この
ように移動体χが目標位置に向けて進行していく
につれて現在位置と目標位置との距離は小とな
り、これに伴い絶対値回路の出力｜P₅｜は徐々に
減少していく。この課程において、絶対値回路２
０の出力｜P₅｜と設定値E₁との関係が｜P₅｜＜
E₁となる時点t₂に達すると、今度はコンパレータ
２１の出力信号P₈が“１”を読出し、これによつ
てスイツチ２７の可動接点２７ｃが接地され、ひ
いてはコンパレータ２９の出力は可逆カウンタ３
０を減算制御すべく作用する。即ち、この時点に
おいてノアゲート３３は発信器３２のパルス信号
を反転のうえ導通させているから当該ノアゲート
３３からの信号P₁₄が可逆カウンタ３０に継続し
て供給されるも、この信号は計数内容を順次減じ
て、これに伴いDA変換器３１の出力Esは徐々に
減少していく。よつて流量制御弁１８は徐々に閉
じられていくから油圧モータ１の回転速度は徐々
に低下し、これに伴つて絶対値回路５の出力｜P₇
｜も時点t₂より速度パターン発生回路２５の特性
に基づいて下がつていくことになる。このように
油圧モータ１の回転数の低下が続いていくと、絶
対値回路５の出力｜P₇｜とコンパレータ２３の設
定値E₃の関係が｜P₇｜＞E₃の状態から｜P₇｜＜
E₃の状態に変化する時点t₃においてコンパレータ
２３の出力P₁₀が“１”を読出し、第２〜第４の
コンパレータ２１，２２，２３すべての出力P₈，
P₉，P₁₀が“１”となることに関連してナンドゲ
ート２４の出力P₁₁は“０”となり、ノツトゲー
ト３４の出力P₁₂は“１”を読出すに至る。これ
によつてノアゲート３３は発振器３２の出力を遮
断し、可逆カウンタ３０の計数制御を停止し、
DA変換器３１の一定出力によつて流量制御弁１
８は開口度を一定に保ちクリープ速度を移動体χ
に与える。このクリープ速度にて移動体χが目標
地に移行し、移動体χの目標位置と現在位置との
偏差に比例した絶対値回路２０からの出力｜P₅｜
がコンパレータ２２の移動体χ停止用設定値E₂
に達する時点t₄において今度はコンパレータ２２
の出力信号が消失し、再度発振器３２の出力信号
が符号反転のうえ、可逆カウンタ３０に送り込ま
れる。従つて、時点t₅において、可逆カウンタ３
０の計数内容は０に規制され、DA変換器３１か
らの出力Esが消失して流量制御弁１８は閉じら
れ、移動体χは停止する。この停止に伴つて信号
P₁が停止検出回路から供給され、方向切換弁１２
は図示の位置に戻り、この移動体χの停止位置が
目標位置となる。この際、方向切換弁１２は移動
体χの速度が０となつて始めて図示の油の流通停
止状態となるから、移動体χの位置決め精度を阻
害する要因とはなり得ない。以上の動作を繰返す
ことによつて順次設定される目標位置に移動体χ
を位置決めしていくことになる。

なお、上記説明においては移動体χを右方向を
指定して行う例を示したが、これとは反対方向に
向けて位置決めするに際しては加算器１０の出力
P₅の極性が反転することから、コンパレータ１１
の出力が端子１１ａから供給されて電磁コイル１
２ｂが励磁されることにより全く同じ原理にて位
置決めを達成できる。

また、上記説明では移動体χが速度パターン発
生回路中の最大速度設定器２６で定められる速度
まで達して後、位置決め停止制御を行う例を示し
たものであるが、目標位置と現在位置との距離が
極めて接近しているような場合においては現在位
置を適当な目標位置を仮に定めて変化させて後、
真の目標位置を設定する手段、その他が考えられ
るが殆どの場合は現在位置を目標位置とはある程
度離れているのが普通であつて、上記説明に示さ
れる過程を経て移動体χの位置決制御がなされ
る。

さらに上記実施例における油圧モータ１は油圧
シリンダにても移動体χの駆動を行うことが可能
で油圧モータに限定されることなく、いかなる油
圧アクチユエータを制御する場合をも含む。そし
て速度検出手段として速度発電機を用いている
が、パルスピツクアツプにおいても速度検出がで
きる。但し、この際には演算回路としての絶対値
回路の代りにパルス間隔に比例した出力を得る演
算回路の１つとしてのパルス周波数―電圧変換装
置を要する。

以上述べたように、本発明に係る移動体の駆動
制御装置は、移動体を油圧モータで駆動し、当該
油圧モータを油圧源、及び方向切換弁、油タン
ク、及び流量制御弁によつて駆動し速度パターン
発生回路の出力信号にて上記流量制御弁の開口度
を調整制御するようにし構成において、移動体の
現在位置と位置決め目標位置との偏差に応じた信
号にて上記速度パターン発生回路の立上りを規制
し、上記現在位置と目標位置間の偏差の減少があ
る一定値に達したときに移動体の速度低下をもた
らす手段と、移動体が目標位置に近ずいた際に一
定のクリープ速度を得る指令を実際の速度を検出
したうえ、流量制御弁に与えるようにしたことを
要旨としている。このような構成に基ずいて流量
制御弁の制御特性が油温の変動その他の要因に基
ずいていかなる変動を来したとしても、少なくと
もクリープ速度は常に一定にできることから、ク
リープ速度から移動体が停止するまでの走行距離
は一定を保ち、位置決め精度は極めて向上させる
ことができ、特に注湯装置と、これにより溶湯を
受ける鋳型との位置決め等かなりの位置決め精度
を要求される装置における実利は大である。即ち
クリープ速度の変動に基ずく従来の重大な欠点を
確実に是正できる特長をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は回路図、第２図は動作を説明するため
のグラフ、第３図はクリープ速度の温度ドリフト
の影響を示す時刻―速度関係グラフである。 χ…移動体、１…油圧モータ、２…速度検出装
置、５，２０…絶対値回路、１０…加算器、１
１，２１，２２，２３…コンパレータ、１２…方
向切換弁、１７…油圧源、１８…流量制御弁、１
９…油タンク、２５…速度パターン発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動体を油圧モータで駆動し、当該油圧モー
   タを油圧源、方向切換弁、油タンク及び流量制御
   弁によつて駆動し、速度パターン発生回路の出力
   信号にて上記流量制御弁の開口度を調整制御する
   ようにした構成において、移動体の停止目標位置
   と現在位置との偏差に基づく信号が移動体の停止
   目標位置と現在位置との偏差に基づく減速開始を
   促す第１の一定レベルの信号より小のときは上記
   速度パターン発生回路の出力の減少を促し、上記
   第１の一定レベル信号より大のときは上記パター
   ン発生回路の出力の増加を促すように速度パター
   ン発生回路の第１の入力信号を規制する第１の回
   路手段と、移動体の減速過程において移動体の速
   度検出信号が、移動体の位置決め用極低速度を定
   める第２の一定レベルの信号に至つた時点から上
   記移動体の停止目標位置と現在位置との偏差に基
   づく信号が移動体の停止目標位置と現在位置との
   差に基づく停止開始を促す第３の一定レベル信号
   に一致する時点まで速度パターン発生回路の出力
   を一定に維持するように上記速度パターン発生回
   路の第２の入力信号を規制する第２の回路手段
   と、上記第１の回路手段からの第１の入力信号の
   有無に伴う出力の増減、及び第２の回路手段から
   の第２の入力信号の有無に伴う出力変動の有無を
   定め、出力変動時の勾配と出力レベルの上限を規
   制し、上記流量制御弁への制御信号を供給する速
   度パターン発生回路を備えた移動体の駆動制御装
   置。